О центростремительном ускорении

Этот браузер не печатает ни картинок, ни формул, поэтому статья с картинками и формулами  здесь, а активизированная ссылка находится внизу в разделе РЕЦЕНЦИИ

Аннотация
В данной работе исследуется вопрос, как в физике появились термины: центростремительное ускорение и сила? Насколько правильно описываются ими процессы в механике?

Ключевые слова: инерция, центростремительная скорость, Ньютон, Эйлер, Гюйгенс, центростремительное ускорение, сила, гравитационное взаимодействие.

Центростремительное ускорение в природе не существует.
Итак, центростремительное ускорение - это очередная и очевидная ошибка, введённая специально в физику. В энциклопедиях написано, что первым к этому приложил руку Гюйгенс. Пускай будет Гюйгенс. Давайте, разберёмся, как он это сделал?
Сделал он это без эксперимента, методом геометрической подтасовки. Рассуждения Гюйгенса взяты из энциклопедии.
Вот они. Тело движется равномерно по окружности с радиусом   и со скоростью  . В данный момент времени тело находится в точке   и имеет скорость  . Это изображено на рис. 3.
         
Рис. 3                Рис. 1
Тело хочет двигаться прямолинейно по инерции, но центростремительная сила возвращает его на линию окружности.
Гюйгенс предлагает, пусть путь   будет движением вперёд, а отрезок   будет возвратом тела на линию окружности.
Тогда из треугольника   по закону Пифагора
 ,
 ,         ,         .
Подставим эти обозначения в теорему Пифагора.
 .
Так как время   очень маленькое, то последним членом можно пренебречь. Тогда после преобразования этого выражения получится  ,   где       - линейная скорость тела,
  - центростремительное ускорение.
Этот процесс Гюйгенс смоделировал и описал мягко сказать неправильно, ошибочно. В чём ошибки Гюйгенса?
Первая ошибка. На участке   движения тела Гюйгенс применяет в качестве характеристики перемещения скорость  . А на участке   вдруг применяет ускорение  .
Оснований это делать нет. Это просто неприемлемо и несерьёзно. А как должно быть на самом деле? Это изображено на рис. 1. Всё происходит одновременно, и никакого возврата нет, тело всё время движется, имея результирующий вектор  .
  - реальная скорость, которая измеряется согласно перемещению тела, вектор реальной скорости всегда направлен к линии окружности и всегда касается линии окружности.
  - линейная воображаемая скорость, вектор которой является касательной к окружности.
  - центростремительная воображаемая скорость, вектор которой направлен к центру окружности.
Если тело движется по окружности, то скорости  ,   и   связаны между собой соотношением  .
На участке   скорость надо представить, как воображаемую линейную  , а скорость, направленную к центру, как воображаемую центростремительную скорость  . Никаких ускорений нет. Или даже точнее, Вы сами вектор скорости реального движения   раскладываете на составляющие   и  . Если по другому, как у Гюйгенса, то будет нарушен один из основных законов природы – закон векторного сложения и разложения скоростей для тел и частиц. Когда надо запутать физику всегда нарушают основные законы природы.
Вторая ошибка. Далее. Линейную скорость   Гюйгенс посчитал известной измеряемой величиной. Однако это не так. Линейная скорость   (или  ), вектор которой является касательной к окружности, это воображаемая скорость, то есть измерить её невозможно. А, что мы тогда измеряем? Мы измеряем реальную скорость  , связанную с конкретным перемещением тела в пространстве. Это изображено на рис 1. Например, если по окружности движется тело, то реальная скорость   перемещения тела по окружности будет  . Если рассматриваем движение планеты. Например, вчера планета была в точке А, а сегодня находится уже в точке С. Астрономы расстояние АС делят на время и получают скорость перемещения  .
Третья ошибка. Рисунок модели процесса, представленный Гюйгенсом (рис. 3), ошибочен, он не соответствует действительности (фальшивая геометрия). На рис. 1 по-новому размещены векторы скоростей данного процесса. Вот заблуждение Гюйгенса. Он утверждает, что тело хочет двигаться прямолинейно по инерции, но центростремительная сила возвращает его на линию окружности. Однако это не так. Дело в том, что случаев движения тел по окружности много. Поэтому рассмотрим некоторые основные и дадим заключение: может ли тело сначала улетать за линию окружности, как нарисовано у Гюйгенса рис. 3, а потом возвращаться? А, если тело сплошное? Тогда, что будет улетать, а затем возвращаться?
Первый случай. Если движение тела не связано с гравитацией, то чтобы тело двигалось по окружности, оно должно быть обязательно жёстко связано с центром вращения (тело на верёвке, тело на жёсткой спице или сплошное тело). Телу хочется лететь по инерции   со скоростью   по касательной, но верёвка или спица будут ограничивать траекторию движения тела, создавая инерцию   со скоростью  , направленную к центру. В результате тело движется с результирующей инерцией   со скоростью  , которая связана зависимостью
        и        .
Совершенно очевидно, что тело не может в данном случае улетать за линию окружности, а затем возвращаться. Тело всё время движется по окружности, имея результирующий вектор  . Никакой центростремительной силы не существует. Если верёвка порвётся, то тело полетит по касательной с линейной скоростью  , которую можно измерить. Связи с радиусом эти скорости не имеют. Ещё раз повторю, если тело сплошное, тогда, что будет улетать, а затем возвращаться? Рисунок, рассуждения и формула Гюйгенса, которой пользовались, ошибочны. Точнее, это подгонка под конкретную формулу  .
Второй случай. Движение незакреплённых тел в центрифуге. Можете повторить известный эксперимент, снятый на плёнку, а потом просматриваемый на замедленной скорости. Расположите шарики на дне горизонтальной центрифуги на разном расстоянии от центра. Произведите съёмку при включении центрифуги. В момент начала вращения центрифуги, все шарики двигались по касательной. Достигнув стенки барабана центрифуги, они стали вращаться вместе с центрифугой как единое целое. Стенка центрифуги ограничила траекторию движения шариков линией окружности. Если мысленно убрать стенку центрифуги, то шарики снова стали бы улетать по касательной.
Попробуйте для первого и второго случаев применить схему Гюйгенса (рис. 3) для объяснения центростремительного ускорения. Например, шарики улетают из барабана центрифуги по касательной, согласно рис. 3 Гюйгенса. Потом центростремительная сила возвращает их на линию окружности. Как шарики могут через стенку барабана улететь, а затем вернуться назад снова через стенку барабана центрифуги? А если тело сплошное?        Зачем всё это придумывать с улётом и прилётом?
А вот зачем. Перед Гюйгенсом была поставлена задача, создать ещё одну модель механики, более сложную и запутанную. Эта модель механики основана на силе  . И что получается, если есть центростремительное ускорение  , то есть и центростремительная сила  . А далее, и конечная цель – формула  , из которой “выводится формула энергии  . Поэтому во что бы то ни стало, надо было подогнать вывод формулы под это ускорение  .
Вывод. Таким образом, ни центростремительных, ни центробежных сил не существует. Существует только центростремительная скорость и, соответственно, центростремительная инерция.
Третий случай. Движение звёзд вокруг центра масс галактики. В Солнечной системе все планеты движутся вокруг Солнца согласно законам Кеплера. Это случай, когда почти вся масса системы расположена в центре. В звёздных системах (в галактиках) звёзды и их массы распределены по всему объёму галактики. Как показывают наблюдения, звёзды в галактике не могут двигаться по законам Кеплера, как в Солнечной системе. Иначе спирали были бы все закручены на большое количество оборотов и наблюдаемого узора в виде спирали мы не наблюдали бы. Звёзды в галактиках обращаются не по законам Кеплера, а, вероятно, по закону близкому к вращению сплошного тела.
Четвёртый случай. Движение планет вокруг Солнца под действием гравитационного взаимодействия. Инерцию для удержания Земли и планет на орбитах вокруг Солнца непрерывно создаёт эфир. Это мы называем притяжением. На самом деле эфирные частицы приталкивают Землю и Солнце друг к другу с внешних сторон, передавая им свою суммарную инерцию. Эти две суммарные инерции равны и направлены встречно друг к другу          
или       .
Суммарная инерция эфирных частиц, передаваемая Земле с массой  , сообщает ей центростремительную скорость   (при каком-то определённом  )
 ,
где   - суммарная инерция, передаваемая эфирными
частицами каждому телу (Земле и Солнцу) с внешних сторон, эти инерции равны, но направлены встречно,
  - суммарная масса эфирных частиц (нейтриников),
  - скорость эфирных частиц (нейтриников),
  - центростремительная скорость Земли или начальная скорость свободного падения Земли на Солнце (начальная скорость свободного падения численно равна ускорению свободного падения  ),      - масса Земли.
Раз в данном процессе нет центростремительного ускорения, то, соответственно, нет и центростремительной силы. Мы только что рассмотрели и выяснили, что гравитационное взаимодействие характеризуется не силой, а инерцией, которую переносит и передаёт эфир. Это объяснение намного проще и неошибочно.
Из всего рассмотренного надо сделать общий вывод.
1. Формула  , открытая Гюйгенсом, обозначает ускорение свободного падения и применима только для систем, в которых почти вся масса сосредоточена в центре. Эта формула выведена Гюйгенсом из законов Кеплера и закона всемирного тяготения Ньютона. Гюйгенс сформулировал закон Кеплера в другой интерпретации. Скорость планеты на орбите жёстко связана с массой центрального тела и расстоянием до него. То есть масса центрального тела устанавливает, какая будет скорость планет в зависимости от расстояния.
2. Центростремительного ускорения в природе не существует. В механике есть только центростремительная скорость. Применение формулы ускорения свободного падения   в качестве центростремительного ускорения просто невежество.
3. Раз центростремительного ускорения не существует, то не существует и центростремительной силы.
4. Модель механики, основанная на силе, ошибочна. Чтобы воспользоваться моделью механики Галилея-Ньютона, основанной на инерции, надо силу (или мощность) заменить инерцией.
ПРИМЕЧАНИЕ. Не правда ли, что формула      очень красиво выглядит. Формула   ошибочная, сколько лет Вы ею пользовались и продолжаете пользоваться.
А теперь посмотрим, что означает ”пренебрежём последним членом слагаемого“ (при выводе этой формулы  Гюйгенсом), который отличается от предыдущего члена степенью в квадрате?
Какова ошибка от такого пренебрежения? Проверим.
Возьмём любое число меньше единицы, например, 0,1.
В квадрате это число станет 0,01.
Теперь у нас два числа, по формуле с сокращением последнего члена, и без его сокращения.
Одно без сокращения 0,1 + 0,01 = 0,11.
Другое, с сокращением 0,1.
Эти два числа отличаются друг от друга на 10%.
Если взять число 0,2, то погрешность составит 12%.
Если взять число 0,9, то погрешность составит 19%.
Таким образом, ошибка вычислений по ”красивой“ формуле Гюйгенса   находится во втором знаке и составляет от 10% до 19%, в зависимости от величины первой цифры, а эта цифра может быть любой.
Ошибка, вычисленная по формуле Гюйгенса, даже не является методической (закономерной).
Можно ли такой формулой пользоваться?
И чем в таком случае занимается ”современная“ физика?
А, вот чем. Сидят инженеры или астрономы или другие ”учёные“ и вычисляют центростремительное ускорение.
С точностью кто до 5, а кто до 7 знака и более.
Как это назвать? Подходит только одно слово – идиотизм.
Во всём этом виноват запрет на дискуссии, который руководство РАН неукоснительно выполняет, следуя указаниям из-за рубежа и получая от руководства страны ордена и медали.
Не было бы запрета на дискуссии, не было бы и ошибок.
Кто-нибудь использовал ошибочное название центростремительного ускорения для серьёзных доказательств в физике?
Да, конечно! Им был Ландау (1908 – 1968 г.). Это стало основанием для создания ещё одной механики. Так называемой квантовой механики.
В природе всё взаимосвязано и правильно. Например, электрон, обращаясь по стационарной орбите вокруг ядра атома, не излучает – это первый ”постулат“ Н.Бора (1885 – 1962 г.). Значит
орбита круговая, а движение равномерное, без ускорений.
А некоторые “учёные” хотят всё это запутать. В ”современной“ физике подвергается сомнению тот факт, что известная классическая физика (механика с электромеханикой) может быть использована для исследования микромира.
В качестве путеводителя выбран сборник трудов Л.Д.Ландау и Е.М.Лившица. В самом начале учебника Л.Д.Ландау, Е.М.Лившица ”Квантовая механика“, ГИ, физ.-мат.лит., Москва, 1963 г. на странице 13, читаем:
”…Классическая механика и электродинамика при попытке применить их к объяснению атомных явлений приводят к результатам, находящимся в резком противоречии с опытом. Наиболее ясно это видно уже на противоречии получающегося при применении обычной электродинамики к модели атома, в которой электроны движутся вокруг ядра по классическим орбитам. При таком движении как при всяком ускоренном движении зарядов, электроны должны были бы непрерывно излучать электромагнитные волны. Излучая, электроны теряли бы свою энергию, что должно было бы привести в конце концов к падению на ядро. Таким образом, согласно классической электродинамике, атом был бы неустойчив, что ни в какой степени не соответствует действительности…..“.
Что я могу сказать про это. Либо Ландау очень дремучий в физике, либо получил задание дурачить лохов.
Во-первых. Что, Ландау не знаком с ”постулатами“ Н.Бора или не согласен с ними? У Н.Бора ясно сказано, что электроны, двигаясь по своим орбитам, не излучают, а излучают только при переходе с одной орбиты на другую. На основании этого возникла целая наука – спектральный анализ. Из ”постулата“ следует, что электрон, двигаясь по орбите, не имеет ускорения. Орбита круговая. Это всем ясно, кроме Ландау.
Во-вторых. Утверждать, что когда заряд ускоренно движется, то он излучает – просто обман. В качестве экспериментального доказательства: электрон в электронно-лучевой трубке. Электрическое поле разгоняет электрон. Электрон движется ускоренно от катода к аноду и не излучает. А излучает только лишь при ударе об экран при скорости электрона равной нулю. Все в электротехнике это знают, кроме Ландау. То же происходит при переменном эл. токе. Электрическое поле разгоняет электроны, а при нуле напряжения формируются фотоны и излучаются. А это беспроводная связь. И так везде в электротехнике.
В-третьих. Где Ландау увидел изменение скорости электрона при его движении по орбите вокруг ядра атома? Линейная и угловая скорости у электрона постоянные. Меняется только направление движения и всё. А это не ускорение. Мы только что выяснили - центростремительного ускорения не существует. Но Ландау хватается всего лишь за фальшивое название, надеясь на дремучесть аудитории. Ведь может кто-то не знает, что такое ускорение и его формулу  . И вообще, как можно подобное выдавать за серьёзную научную аргументацию? Своё неумение объяснить некоторые процессы природы Ландау спешит представить как неспособность классической механики и электромеханики. Оказывается, виновата классическая механика и электромеханика. Вот Вам и основа для квантовой механики.
Как мы выяснили, оснований для “похорон” классической механики и электромеханики нет. Есть только некомпетентность Ландау в вопросе обращения электрона вокруг ядра атома.
О постулатах. Постулат – это утверждение, не требующее ни эксперимента, ни доказательства. Введение постулатов в физику предназначалось для всеобщего одурачивания. Это произошло в 1905 году, при включении СТО Эйнштейна в утверждённую программу образования, обязательную для всех. А чтобы всё это выглядело более убедительно, то и у Н.Бора ”появились“ постулаты, к которым теперь все привыкли. На самом деле у Н.Бора не постулаты, а экспериментальные доказательства, на основании которых существует целая наука спектральный анализ.

Используемые источники
1. Николаев С.А. “Эволюционный круговорот материи во Вселенной”. 6-ое издание,
СПб, 2010 г., 320 с.
2. Николаев С.А. ”Ошибочный перевод Эйлера законов Ньютона“. СПб, 2011 г., 44 с.
3. Николаев С.А. “Постоянна ли скорость света? Конечно, нет”,  СПб, 2012 г., 40 с.
4. Энциклопедии.


Этот браузер не печатает ни картинок, ни формул, поэтому статья с картинками и формулами  здесь, а активизированная ссылка находится внизу в разделе РЕЦЕНЦИИ